Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций

Арматура для железобетонных конструкций | PROEKTIA.ru

Поперечную арматуру устанавливают у всех поверхностей железобетонных элементов, вблизи которых ставится продольная арматура. При этом расстояния между поперечными стержнями у каждой поверхности элемента должны быть не более 600 мм и не более удвоенной ширины грани элемента. Поперечную арматуру допускается не ставить у граней тонких ребер шириной 150 мм и менее, по ширине которых располагается лишь один продольный стержень.

Диаметр поперечной арматуры (хомутов) в вязаных каркасах внецентренно сжатых элементов принимают не менее 0,25 наибольшего диаметра продольной арматуры и не менее 6 мм.

Диаметр поперечной арматуры в вязаных каркасах изгибаемых элементов принимают не менее 6 мм.

В железобетонных элементах, в которых поперечная сила по расчету не может быть воспринята только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,5h0 и не более 300 мм.

В сплошных плитах, а также в многопустотных и часторебристых плитах высотой менее 300 мм и в балках (ребрах) высотой менее 150 мм на участке элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, поперечную арматуру можно не устанавливать.

В балках и ребрах высотой 150 мм и более, а также в часторебристых плитах высотой 300 мм и более, на участках элемента, где поперечная сила по расчету воспринимается только бетоном, следует предусматривать установку поперечной арматуры с шагом не более 0,75h0 и не более 500 мм.

Во внецентренно сжатых линейных элементах, а также в изгибаемых элементах при наличии необходимой по расчету сжатой продольной арматуры, с целью предотвращения выпучивания продольной арматуры следует устанавливать поперечную арматуру с шагом не более 15d и не более 500 мм (d – диаметр сжатой продольной арматуры).

Если насыщение сжатой продольной арматуры, устанавливаемой у одной из граней элемента, более 1,5 %, поперечную арматуру следует устанавливать с шагом не более 10d и не более 300 мм.

Расстояния между хомутами внецентренно сжатых элементов в местах стыкования рабочей арматуры внахлестку без сварки должны составлять не более 10d.

Конструкция хомутов (поперечных стержней) во внецентренно сжатых линейных элементах должна быть такой, чтобы продольные стержни (по крайней мере через один) располагались в местах перегибов, а эти перегибы – на расстоянии не более 400 мм по ширине грани. При ширине грани не более 400 мм и числе продольных стержней у этой грани не более четырех допускается охват всех продольных стержней одним хомутом.

В железобетонных стенах поперечные стержни, нормальные плоскости стены, располагаются на расстояниях по вертикали не более 20d, а по горизонтали не более 600 мм. При этом, если требуемая по расчету продольная арматура имеет насыщение меньше минимального процента армирования, поперечные стержни можно располагать на расстояниях по вертикали не более 600 мм, а по горизонтали не более 1000 мм.

При насыщении продольной арматуры железобетонных стен более 2 % поперечные стержни должны располагаться на расстояниях по вертикали не более 15d и не более 500 мм, а по горизонтали не более 400 мм и не более 2-х шагов вертикальных стержней.

Поперечную арматуру в плитах в зоне продавливания в направлении, перпендикулярном сторонам расчетного контура, устанавливают с шагом не более h0/3 и не более 300 мм. Стержни, ближайшие к контуру грузовой площади, располагают не ближе 

h0/3 и не далее h0/2 от этого контура. При этом ширина зоны постановки поперечной арматуры (от контура грузовой площади) должна быть не менее 1,5h0.

Расстояния между стержнями поперечной арматуры в направлении, параллельном сторонам расчетного контура, принимают не более 1/4 длины соответствующей стороны расчетного контура.

Поперечная арматура в виде сварных сеток косвенного армирования при местном сжатии (смятии) должна удовлетворять следующим требованиям:

а) площади стержней сетки на единицу длины в одном и другом направлении не должны различаться более чем в 1,5 раза;

б) шаг сеток (расстояние между сетками в осях стержней одного направления) следует принимать не менее 60 и не более 150 мм;

в) размеры ячеек сеток в свету должны быть не менее 45 и не более 100 мм;

г) первая сетка располагается на расстоянии 15 – 20 мм от нагруженной поверхности элемента.

Поперечная арматура, предусмотренная для восприятия поперечных сил и крутящих моментов, должна иметь замкнутый контур с надежной анкеровкой по концам путем приварки или охвата продольной арматуры, обеспечивающую равнопрочность соединений и поперечной арматуры

[свернуть]

proektia.ru

2.2. Арматура для железобетонных конструкций Назначение и виды арматуры.

Как было показано в лекции № 1, арматуру в железобетонных конструкциях устанавливают преимущественно для восприятия растягивающих усилий. Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия.

Арматура, устанавливаемая по расчету, называется рабочей;устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям -монтажной. Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции и более равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей арматуры. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, температурных перепадов и т.д.

Рабочую и монтажную арматуру объединяют в

арматурные изделия- сварные и вязаные сетки и каркасы, которые размещают в железобетонных конструкциях в соответствии с характером их работы под нагрузкой.

Арматура классифицирована по 4 признакам:

  1. в зависимости от технологии изготовления - стержневая и проволочная. Под стержневой подразумевают арматуру любого диаметра в пределах 6 40мм, причем независимо от того, как она поставляется промышленностью - в прутках (D>12мм, длина до 13м) или в мотках (массой до 1300кг).

  2. в зависимости от способа последующего упрочнения - горячекатанная арматура может быть термически упрочненной, или упрочненной в холодном состоянии - вытяжкой, волочением.

  3. По форме поверхности - бывает периодического профиля или гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры значительно улучшают сцепление с бетоном.

  4. по способу применения - напрягаемая и ненапрягаемая арматура.

Механические свойства арматурных сталей.

Характеристики прочности и деформаций арматурных сталей устанавливают по диаграмме напряжения - деформации. Горячекатанная арматурная сталь, имеющая на диаграмме площадку текучести, обладает значительным удлинением после разрыва - до 25% (мягкая сталь). Напряжение, при котором деформации развиваются без заметного увеличения нагрузки, называется физическим пределом текучести арматурной стали, напряжение, предшествующее разрыву, носит название временного сопротивления арматурной стали. Повышение прочности горячекатаной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигается введением в ее состав углерода и различных легирующих добавок. Существенного повышения прочности горячекатаной арматурной стали достигают термическим упрочнением или холодным деформированием.

Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций

Рис. 5. Диаграмма деформирования «мягких» арматурных сталей

Классификация арматуры.

Стержневая горячекатанная арматура в зависимости от ее основных механических характеристик подразделяется на 6 классов с условным обозначением A-I, A-II, A-III, A-IV, A-V, A-VI. Термическому упрочнению подвергают арматуру 4-х классов - Aт-III и выше. Дополнительной буквой С указывается на возможность стыкования сваркой; буква К указывает на повышенную коррозионную стойкость. Подвергнутая вытяжке в холодном состоянии стержневая арматура класса А-III, отмечается дополнительным индексом В.

Стержневая арматура всех классов имеет периодический профиль за исключением гладкой арматуры класса А-I.

Физический предел текучести 230 - 400 МПа имеет арматура классов A-I, A-II, A-III, условный предел текучести 600 - 1000 МПа - высоколегированная арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная арматура.

Относительное удлинение после разрыва зависит от класса арматуры. Значительным удлинением обладает арматура классов А-II, A-III (14 -19%), сравнительно небольшим удлинением - арматура классов A-IV, A-V, A-VI и термически упрочненная арматура всех классов (6 - 8%).

Арматурную проволоку диаметром 3 - 8мм подразделяют на два класса: Вр-I - обыкновенная арматурная проволока (холоднотянутая, низкоуглеродистая), предназначенная главным образом для изготовления сеток; B-II, Bp-II - высокопрочная арматурная проволока (многократно волоченная, углеродистая), применяемая в качестве напрягаемой арматуры преднапряженных элементов. Периодический профиль обозначается дополнительным индексом

р-Bp-I, Bp-II.

Основная механическая характеристика проволоки - временное сопротивление u, которое возрастает с уменьшением диаметра проволоки. Для обыкновенной арматурной проволоки -u= 550 МПа, для высокопрочной проволоки -u= (1300 – 1900) МПа.

studfiles.net

Арматура для железобетона (классификация) ⋆ Смело строй!

Классификация арматуры применяемую для фундамента и ж. б. блоков.
Предназначение арматуры – укреплять бетонную конструкцию, брать на себя значительные растягивающие нагрузки или усиливать железобетонный блок при сжатии.

Определение

Арматура для железобетона это жесткие или гибкие стержни, сети или пространственные каркасы из этих стержней.

Для улучшения сцепления с бетоном стержни могут иметь периодические утолщения.

Арматурные сетки и каркасы

Арматурные каркасы и сетки – готовые конструкции из арматурных стержней для производства железобетонных элементов. Могут быть как фабричного производства, так и сделаны на строительной площадке.

Различают вязанные или сварные арматурные каркасы и сетки.

Классификация арматуры

Приведем в порядок то, что мы знаем о типах арматуры для фундамента и ж. б. блоков. Можно ориентироваться на назначение, расположение в конструкции, условия применения и по материалу арматуры.

По назначению

  • Рабочая арматура воспринимает растягивающие нагрузки.
  • Распределительная (конструктивная) арматура предназначена передать равномерно нагрузку между стержнями рабочей арматуры.
  • Монтажная арматура служит для объединения рабочей и распределительной арматур в единый каркас.
  • Анкерная арматура или закладные детали нужна для монтажа или сборки сваркой сборных железобетонных конструкций.

По ориентации

По отношению к направлению действия сил арматура делится на продольную или поперечную.
Продольная арматура препятствует образованию вертикальных трещин и хорошо воспринимает продольные растягивающие нагрузки.

Поперечная арматура препятствует образованию наклонных трещин от скалывающих напряжений в сжатой зоне.

По условиям применения

Арматурные стержни могут, перед бетонированием, быть предварительно растянуты (напряжены). Эта технология позволяет перекрывать большие пролеты иметь меньшие прогибы перекрытий и выдерживать большие растягивающие нагрузки без образования трещин.

Напрягаемая арматура в железобетонных конструкциях может быть исключительно рабочей.

Обычно предварительно напряженный железобетон в частном и малоэтажном строительстве не применяется.

Композитная арматура

Арматурные стержни на основе стеклянных, базальтовых, углеродных или арамидных волокон, пропитанных термореактивным или термопластичным полимерным связующим и отверждённых.

Набирающая популярность композитной арматуры в частном строительстве объясняется легким весом (удобство транспортировки) и стойкость к коррозии.

Типы арматуры

Типы арматуры по ГОСТ 5781-82 различаются по механическим качествам, смотри таблицу:

Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций

Какую арматуру при менять для фундамента

а – не рекомендуется, б – подходит, в – подходит, но редко встречается

В частном и малоэтажном строительстве рекомендуется применять армирующие стержни классов A300 или A400.

Внешне, арматура A240 рифления не имеет, A300 – рифление кольцевая ёлочка, A400 – серповидная ёлочка.

Допустимо заменить стальную арматуру сопоставимой композитной.

Использование арматурных прутьев более высокого или наоборот более низкого качества – не рационально.
Рекомендуем прочесть статью о расчете армирования вашего типа фундамента.

smelostroi.ru

Материалы для жбк. Арматура.

13

Лекция № 3

1. Общие сведения

Под арматурой понимают гибкие или жёсткие стержни, преимущественно из стали, размещённые в массе бетона в соответствии с эпюрами изгибающих моментов, поперечными и продольными силами, действующими на конструкцию на протяжении всего периода существования конструкции.

Назначение арматуры - воспринимать растягивающие усилия, а так же усадочные и температурные напряжения в элементах конструкций.

Реже арматуру используют для усиления бетона сжатой зоны изгибаемых элементов, однако она эффективна для армирования колонн. Являясь важной составной частью железобетона, арматура должна отвечать специальным требованиям:

­надёжно работать совместно с бетоном на всех стадиях эксплуатации конструкции;

-использоваться до физического или условного предела текучести при исчерпании несущей способности;

-обеспечивать удобство арматурных работ и возможность их механизации.

По функциональному назначению различают рабочую и монтажную арматуру.

Под рабочейпонимают арматуру, площадь сеченияАsкоторой определяют расчётом на действие внешних нагрузок. Продольная рабочая арматура воспринимает продольные усилия. Располагают её параллельно нагруженным граням элементов. Поперечная арматура направлена перпендикулярно продольной. Она воспринимает поперечные усилия. Поперечная арматура включает в себя хомуты и отгибы. Арматура устанавливается на растянутых волокнах конструкции. При этом расчёт необходимо выполнять на всех стадиях - изготовления, транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации. Содержание рабочей продольной арматуры в элементах железобетонных конструкций определяют отношением общей площади сеченияAsрабочих стержней к сечению Аbбетона.

Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций–коэффициент армирования (%).

Под монтажной (поперечной и продольной) понимают арматуру, устанавливаемую без расчёта (по конструктивным и технологическим соображениям). Она предназначена для более равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей продольной арматуры и для сохранения проектного положения рабочей продольной и поперечной арматуры в конструкции при бетонировании.

Монтажную арматуру устанавливают так же для частичного восприятия не учитываемых расчётом усилий от усадки и ползучести бетона.

В зависимости от вида поперечного сечения различают стальную арматуру: гибкую – из стержней круглого сечения (или периодического профиля) ижесткую– из фасонного проката (двутавров, швеллеров, уголков). Последний вид арматуры применяется редко.

В железобетонных конструкциях при наличии агрессивной среды имеется большая опасность коррозии стальной арматуры. Для таких конструкций возможно применение неметаллической арматуры (стеклопластики).

Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций

Гибкая арматура- обладает пластичностью, хорошей свариваемостью, высокими прочностью и пределом выносливости, достаточным порогом хладноломкости.

Свариваемость– равнопрочное соединение стальных арматурных стержней.

Прочность характеризуется пределом текучести Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций– это предел, при котором растут пластические деформации стали без увеличения внешней нагрузки.

Условный предел текучестиАрматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций– это напряжение, соответствующее остаточным деформациям 0,2%.

Условный предел упругости– это напряжение, соответствующее остаточным деформациям 0,02%. При действии многократно повторяющейся нагрузкиАрматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкцийуменьшается, а разрушение становится хрупким. За предел выносливости принимают прочность, когда нет хрупкого разрушения при числе цикловn=1*105.

Временное сопротивление Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций– предельное сопротивление, когда происходит сужение образца (образование шейки) и разрыв.

Если в стальном стержне создать растягивающие напряжения Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций, попадающие на диаграммеАрматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкцийза площадкой текучести в область упрочнения материала, а затем стержень разгрузить, то диаграмма разгрузки получает вид прямой линии и стержень получает остаточные пластические деформации. При повторном загружении, поскольку пластические деформации стали уже выбраны, новая линия диаграммы сольется с линией разгрузки, оставаясь параллельной участку, характеризующему упругую работу материала. Однако перегиб линии диаграммы – начало новой площадки текучести – наступит уже при более высоком напряженииАрматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций. Такие стали называют холоднодеформированными.

Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций

Предел выносливости– это способность арматуры воспринимать длительное время знакопеременные напряжения.

Хладноломкость– это хрупкое разрушение при температуре ниже -30˚. При высоких температурах (~350º) снижается прочность.

Наибольшее внимание уделяется стержневой гибкой арматуре, что обусловлено её относительно высокими пластическими свойствами, обеспечивающих снижение в расчётных сечениях элементов опасной концентрации напряжений, вследствие их перераспределения. Малоуглеродистая стержневая арматура хорошо сваривается контактной стыковой или ручной дуговой сваркой, экономична, обладает наименьшей трудоёмкостью при армировании железобетонных конструкций

studfiles.net

Арматура железобетонных конструкций — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Армату́ра железобетонных конструкций — совокупность соединенных между собой элементов, являющаяся неотъемлемой составной частью железобетонных конструкций (стальные отдельные стержни, сварные сетки, каркасы), которые при совместной работе с бетоном в железобетонных сооружениях воспринимают растягивающие напряжения (хотя также могут использоваться для усиления бетона в сжатой зоне). Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия.

Элементы арматуры делятся на жесткие (прокатные двутавры, швеллеры, уголки) и гибкие (отдельные стержни гладкого и периодического профиля, а также сварные или вязанные сетки и каркасы). Арматурные стержни могут быть стальными, стеклопластиковыми, древесного происхождения (бамбук). Применяются следующие виды арматуры: гибкая арматура, которую собирают и вяжут на месте в опалубке из отдельных стержней, арматурные каркасы и сетки, предварительно напряженная арматура. Для разных видов конструкций арматуры используются специальные арматурные стали, которые должны иметь различные прочностные характеристики и обладать достаточными пластическими свойствами. Для изготовления арматуры железобетонных конструкций применяется круглая арматурная сталь, горячекатаная сталь периодического профиля и холодносплющенная сталь периодического профиля, пряди и канаты. Реже употребляется квадратная и полосовая сталь из фасонных прокатных профилей. Арматурная сталь диаметром до 12 мм относится к категории легкой арматуры и поступает в мотках (бухтах), арматура диаметром свыше 12 мм поставляется в прутках и считается тяжелой арматурой. Уголки, швеллеры, двутавры используются как жесткая арматура. По назначению арматура в железобетонных конструкциях разделяется на рабочую, распределительную, монтажную и хомуты. Рабочая арматура воспринимает как внешние нагрузки, так и нагрузки от собственной массы конструкции. Распределительная арматура обеспечивает совместную работу всего арматурного каркаса путем распределения нагрузок между стержнями рабочей арматуры.

Распределительная арматура соединяется с рабочей при помощи сварки или проволочной скрутки, в результате чего образуется сетка или каркас. Монтажная арматура служит для сборки каркаса и сохранения точного положения рабочей арматуры и хомутов при бетонировании. Монтажная и распределительная арматуры предназначены для образования совместно с рабочей арматурой каркасов и сеток. Хомуты предназначены для восприятия косых напряжений и связывания рабочей арматуры в пространственные каркасы.

Для закрепления арматуры в бетоне концы гладких арматурных стержней делают загнутыми в виде крюков, в стержнях периодического профиля крюки не отгибают. В зависимости от воспринимаемых нагрузок арматура делится на поперечную, которая препятствует образованию наклонных трещин от возникающих скалывающих напряжений вблизи опор и связывает бетон сжатой зоны с арматурой в растянутой зоне, и продольную, которая воспринимает растягивающие напряжения и препятствует образованию вертикальных трещин в растянутой зоне конструкции. В зависимости от технологии изготовления стальная арматура железобетонных конструкций подразделяется на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную. В зависимости от способа последующего упрочнения горячекатаная арматура может быть термически упрочненной (подвергнутой термической обработке), или упрочненной в холодном состоянии (вытяжкой, волочением).По форме поверхности арматура может быть периодического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры улучшают сцепление с бетоном. По способу применения при армировании железобетонных элементов различают напрягаемую (если арматура была подвергнута предварительному натяжению) и ненапрягаемую арматуру. Натяжение служит для увеличения прочности железобетонной конструкции, так как способствует предотвращению образования трещин, уменьшению прогибов и снижению собственной массы конструкции.Основным способом соединения арматурных стержней является электросварка, с помощью которой изготавливаются сварные арматурные элементы — сетки, пакеты, плоские и пространственные каркасы. Часто арматурные стержни в сетках и каркасах связывают мягкой малоуглеродистой вязальной проволокой. Сращивание стержней можно выполнять внахлестку, соединяя их скрутками из вязальной проволоки в трех местах. Совместную работу арматуры и бетона обеспечивает сцепление их по поверхности контакта. Сцепление арматуры с бетоном зависит от прочности бетона, величины его усадки, возраста бетона и от формы сечения арматуры и вида ее поверхности.

megabook.ru

Армирование железобетонных конструкции

Способы армирования. Арматура в железобетоне в виде стальных стержней, сеток, каркасов и других элементов предназначена в основном для восприятия растягивающих напряжений. Кроме рабочей арматуры, в изделиях устанавливают также закладные детали для соединения конструкций при монтаже, монтажные петли, распределительную арматуру.

Различают обычное и предварительно напряженное армирование. Обычное армирование, хотя и увеличивает несущую способность конструкций, имеет ограниченные возможности, обусловленные незначительной (0,1-0,15 мм/м) растяжимостью бетона. В результате уже при сравнительно небольших нагрузках в бетоне растянутой зоны конструкций возникают трещины, увеличиваются прогибы, в трещины проникают влага и газы и развивается коррозия стальной арматуры. Преодоление этого деформационного барьера возможно за счет применения предварительно напряженных конструкций, впервые практически осуществленного в 1928 г. французским инженером Фрейсине. Сущность предварительного напряжения заключается в обжатии бетона натянутой арматурой. Для того чтобы изменить знак напряжения, действующего в бетоне предварительно напряженной конструкции, необходимо прежде всего нейтрализовать имеющееся обжатие. При этом следует иметь в виду, что возможная деформация бетона при сжатии в 20- 25 раз превышает предельное растяжение.

Важнейшими следствиями предварительного напряжения являются повышение трещин стойкости, экономия арматуры и снижение массы конструкций или их укрупнение. Экономия арматуры обусловлена возможностью применения высокопрочной стали, которая не может быть рационально использована при обычном армировании. В последнем случае с повышением рабочего напряжения увеличивается и растяжение высокопрочной стальной арматуры по сравнению с обычной сталью, что приводит к появлению трещин в растянутой зоне железобетонного элемента и потере им несущей способности.

Благодаря предварительному напряжению оказалось возможным изготавливать конструкции (плиты, балки, фермы) для перекрытия больших пролетов (более 9 м), тонкостенные пространственные конструкции (оболочки двоякой кривизны, панели-оболочки размером на пролет 12, 18 и 24 м) зданий различного назначения и др.

Для энергетического строительства из предварительно напряженного железобетона организовано производство труб большого диаметра для напорных водоводов, опор высоковольтных линий электропередачи и ряда других конструкций. Использование предварительно напряженного железобетона позволило значительно расширить область применения сборных конструкций при возведении плотин, шлюзов, зданий ГЭС и других сооружений.

Имеются два направления предварительного напряжения железобетона, применяемые в энергетическом строительстве: в конструкциях сооружений непосредственно на месте их возведения; в сборных конструкциях заводского изготовления.

На месте возведения применяют гидравлический, гравитационный и другие методы обжатия бетонных сооружений с анкеровкой их к основанию. Применительно, в частности, к плотинам на скальных основаниях в мировой практике применяются два способа предварительного напряжения. Первый заключается в прижатии сооружения к основанию натяжением пучковой или стержневой арматуры, заанкеренной в скальную породу. При втором способе бетон подвергается предварительному напряжению плоскими гидравлическими домкратами, закладываемыми в специальные швы.

При производстве сборных железобетонных изделий предварительное напряжение может производиться до затвердевания бетона и после приобретения им определенной прочности (рис. 9.1). Первый способ («натяжение на упоры») более распространен. Сущность его заключается в том, что уложенная в форму арматура закрепляется на упоре и натягивается. Освобождается от натяжения арматура после заполнения формы бетонной смесью и затвердевания бетона. При втором способе («натяжение на бетон») арматура располагается в специально оставленном в бетоне канале и натягивается после его затвердевания. Необходимое сцепление натянутой арматуры с бетоном достигается с помощью инъецирования в каналы конструкции цементного раствора. В обоих случаях освобожденная от натяжения арматура стремится вернуться в первоначальное положение, сокращается и обжимает железобетонные элементы.

Надежное сцепление с бетоном достигается при использовании арматуры с периодическим профилем, витой арматуры, а также арматуры, на концах которой устанавливают дополнительные анкерные устройства.

Натяжение арматуры осуществляют механическим, электротермическим, электротермомеханическим и химическим способами. Механическое натяжение арматуры производят гидродомкратами и другими устройствами; электротермическое основано на использовании линейного расширения арматуры при ее нагреве электрическим током, а химическое - на применении напрягающих цементов, имеющих высокую энергию расширения. При электротермомеханическом натяжении арматура натягивается механическим устройством и одновременно нагревается электрическим током.

Различают линейное и непрерывное напряженное армирование. При линейном армировании на место натяжения укладывают отдельные элементы в виде стержней, пучков, прядей, соединенных в определенном порядке, а при непрерывном - арматурный каркас получают наматыванием непрерывной проволочной нити на специальные упоры или на конструкцию.

studfiles.net

1.3. Железобетон

1.3.1. Общие сведения

Введение в бетон стальной арматуры заметно меняет его физико-механические свойства. Бетон и арматура в железобетоне оказывают положительное влияние друг на друга. Так, например, вследствие сцепления арматуры с бетоном усадка и ползучесть в железобетоне протекают несколько иначе, чем в неармированном бетоне.

Напряженное состояние железобетонных конструкций обуслов­ливается, во-первых, действием внешней нагрузки и, во-вторых, процессом перераспределения внутренних усилий, вызванным тем, что при совместной работе двух материалов арматура становится внутренней связью, препятствующей свободному проявлению усад­ки и ползучести бетона.

Механические свойства железобетона зависят от соответствую­щих свойств бетона и арматуры, но не всегда совпадают с ними.

Например, появление трещин в растянутой зоне бетонной балки при­водит к её разрушению, в то время как для железобетонной балки это, как правило, не опасно. Сжатый стальной элемент при дости­жении предела текучести теряет несущую способность, а в сжатой железобетонной колонне вследствие ползучести бетона при эксплу­атационных нагрузках арматура может быть напряжена на сжатие до предела текучести, но конструкция работает нормально. Из этих примеров видно, что механические свойства железобетона требуют самостоятельного рассмотрения.

1.3.2. Содержание арматуры

Нормами установлены минимальные проценты армирования (μs,тiп) для сечений железобетонных элементов. Их величины назначают­ся в зависимости от характера работы элементов и их гибкости и колеблются в пределах от 0,05 до 0,25%. Если μs < μs,тiп, то кон­струкцию при расчёте следует рассматривать как чисто бетонную. Из экономических соображений процент армирования железобе­тонных конструкций обычно не превышает 2...3%. С изменением μs меняется не только несущая способность элемента, но и характер его разрушения.

1.3.3. Значение трещиностойкости

Существенным недостатком железобетона является появление тре­щин в растянутых зонах бетона при нагрузках даже ниже эксплуа­тационных. Это объясняется малой растяжимостью бетона.

Между долговечностью и трещиностойкостью железобетонных конструкций существует тесная связь. Поэтому существенно важ­ным является вопрос о том, при каком напряжении в арматуре по­являются первые трещины в растянутом бетоне. Для ответа на него воспользуемся опытными данными о предельной растяжимости бетона, ко­торая составляет в среднем Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций= 0,00015 = = 15-10-5 относительных единиц.

При достаточно хорошем и непрерывном по длине арматуры сцеплении считают, что до появления трещин деформации бетона и арматуры в любой точке по поверхности их контакта равны, т.е. Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций.

Следовательно, в момент, предшествующий появлению трещины, арматура и бетон работают совместно и

П

(1.23)

ри таких деформациях арматура любого класса работает ещё упруго и напряжения в ней определяются по закону Гука:

Если σ s > 30 МПа, то считаем, что в растянутом бетоне появляются трещины. Следовательно, для получения трещиностойкой конструк­ции требуется значительно ограничить использование прочности ар­матуры при растяжении (имеется ввиду обычный железобетон, а не предварительно напряжённый). Например, в арматуре из стали класса A240 для обеспечения трещиностойкости конструкции прихо­дится допускать растягивающие напряжения, составляющие лишь примерно 13% от предела текучести.

Поэтому в обычных железобетонных конструкциях в большин­стве случаев приходится мириться с появлением трещин для того, чтобы повысить степень использования арматуры и иметь возмож­ность применять арматуру более высоких классов. Однако и при этом все равно исключается возможность эффективного использо­вания арматуры из высокопрочных сталей, начиная с класса A600 и выше, так как высокие напряжения, которые в ней можно до­пускать, сопровождаются значительными деформациями, т.е. об­разованием недопустимых по ширине раскрытия трещин. Это очень неприятное обстоятельство, поскольку прочность этих сталей растёт гораздо быстрее, чем стоимость, и их использование с экономиче­ской точки зрения является целесообразным.

Видимые волосяные трещины шириной примерно 0,05 мм появ­ляются в бетоне при нагрузках, меньших эксплуатационных, в зо­нах возникновения наибольших растягивающих напряжений. При возрастании нагрузки эти трещины раскрываются. Приближенно можно считать, что при напряжениях в арматуре порядка σ s = 200...250 МПа ширина раскрытия трещин находится в пределах Арматура в железобетонных конструкциях – § 1.2, Арматура для железобетонных конструкций=0, 2...0,3 мм. Наличие трещин открывает доступ к армату­ре атмосферной влаге и агрессивным газам, что при определённой ширине раскрытия может вызвать коррозию. Поэтому ширина рас­крытия трещин в период эксплуатации железобетонных конструк­ций должна быть ограничена. Предельно допустимая ширина рас­крытия трещин, при которой еще обеспечивается сохранность арма­туры, устанавливается в зависимости от условий работы конструк­ции, вида применяемой арматуры, продолжительности действия на­грузки и не должна превышать 0,3 мм (считая по оси арматурных стержней) при длительном их раскрытии и 0,4 мм — при непродолжительном. При такой ширине раскрытия трещин напряжения в арматуре достигают примерно σ s = 250...300 МПа.

Расчет по раскрытию трещин производят из условия ,

где аcrc – ширина раскрытия трещин от действия внешней нагрузки;

аcrc,ult – предельно допустимая ширина раскрытия трещин.

Значения аcrc,ult принимают равными:

а) из условия обеспечения сохранности арматуры:

– классов А240-А600, В500:

0,3 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

0,4 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;

– классов А800, А1000, а также Вр1200-Вр140, К1400, К1500 (К-19) и К1500 (К-7) диаметром 12 мм:

0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;

– классов Вр1500, К1500 (К-7) диаметром 6 и 9 мм:

0,1 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

0,2 мм – при непродолжительном раскрытии трещин;

б) из условия ограничения проницаемости конструкций:

0,2 мм – при продолжительном раскрытии трещин;

0,3 мм – при непродолжительном раскрытии трещин.

Ширину раскрытия трещин (аcrc) определяют исходя из взаимных смещений растянутой арматуры и бетона по обе стороны трещины на уровне оси арматуры и принимают:

- при продолжительном раскрытии аcrc= аcrc,1;

- при непродолжительном раскрытии аcrc = аcrc,1+ аcrc,2_– аcrc,3,

где аcrc,1 – ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок;

аcrc,2 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок;

аcrc,3 – ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянных и временных длительных нагрузок.

studfiles.net